JPS6321484A - 焼結体製造用高温加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高温加熱炉内のカーボン及びカーボン化合物の
ガス分圧をドげ、同時にカーボン微粉の浮遊を抑制する
ことによって製品の品質を向トさせることのできる高温
加熱炉に関し、更に詳しくは、カーボン構造材で炉芯部
が構築されてなる高温加熱炉のカーボン構造材を珪素あ
るいは珪素を含むガスと反応させ、その表面をＳｉＣに
転化させてなることを特徴とする高温加熱炉に関するも
のである。

（従来の技術） 従来、高温加熱炉の高温にさらされる部分は黒鉛で構築
されているものか大部分であった。また、その使用方法
は断熱材としてカーボンファイバー等の加工品である成
形体を設け、その内側の炉芯部は黒鉛スリーブなどの容
器や黒鉛遮熱板を配置していた。

しかしながら、ｌ口００℃以トの高温にさらされる炉の
箇所にカーボン構造材を使うと炉内雰囲気にカーボン蒸
気、ＣＯ□１ＣＯなとのガス、カーボン微粉等が混入し
、高温加熱炉内の製品に浸透拡散したり、反応を起こし
たりして製品の品質に著しい悪影響を及ぼす欠点を有し
ていた。。

また、カーボンは耐火物の中では酸化され易くかつ酸化
による強度劣化か急激に進行するという欠点も有してい
た。

（発明が解決しようとする問題点） 、を発明はこれら従来の欠点に鑑みて、従来技術の欠点
を除去・解決することを目的として、従来の高温加熱炉
のカーボン構造部材を珪素あるいは珪素を含むガスと反
応させ、その表層をＳｉＣに転化させることによりカー
ボン構造材に耐酸化性を付与し、炉内雰囲気のカーボン
及びカーボン化合物のガス分圧を下げ、カーボン微粉の
浮遊をなくして、炉内の製品への浸炭及びカーボンとの
反応を防止し高品質の製品を安定して生産し得るクリー
ンな高温加熱炉を提供するものである。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明におい
て、カーボン構造材の表面をＳｉＣ化する主な方法とし
ては、ＣＶＤ法とコンバージ１ン法とがある。

このうち、ＣＶＤ法を用いてカーボンの表面にＳｉＣを
沈積被膜化した場合はカーボンとＳｉＣ膜の接着強度は
十分に強固てなく、ヒートサイクルによって熱膨張差か
生じＳｉＣ層かｍ−ｉにはかれるという欠点かある。

一方、コンバージョン法はＳｉあるいはＳｉＯガスを１
９５０℃〜２０００℃でカーボン構造材と反応させてカ
ーボン基材の表層をＳｉＣに転化させる方法てあり、Ｓ
ｉＣ層はカーボン基材そのものか転化したものであるこ
とから、両組織の結合はきわめて強固でヒートサイクル
による表層の剥離は起こらないという特徴がある。

またＳｉＣ焼結体のように複雑なＭＩ′！！、加工が非
常に困難であるセラミック部材に比べると、コンバージ
ョン法は柔らかくて加工し易い黒鉛の段階で′＆雑な精
密加工が容易にでき、その後のＳｉＣ転化によっても黒
鉛の時の形状をそのまま保ち寸誌変化はほとんどないた
め、どのような形状にでも後加工を要することなく簡単
につくり出すことができる利点がある。バッチ炉から寥
連続式炉、連続式炉をさすもので、ホットプレス又は熱
間等方圧プレス（ＨＩＰ）についても適用できる。

またカーボン構造材とは高温加熱炉の反応容器、スリー
ブ、遮熱板、試料サポートなど炉芯部を構成するものか
らなる。

これらの炉芯部部品のＳｉＣ転化については各部品の全
体をＳｉＣに転化することもできるし。

ＳｉあるいはＳｉＯガスがあたらないように部分的にマ
スクをして、その部分だけカーボン表面を残すこともで
きる。断熱材として使われているカーボンファイバーに
ついても同様にコンバージョンの処理をし、その表面を
ＳｉＣに転化させ酸化防止と脱落防Ｉトの効果を得るこ
とかてきる。

一方１本発明のカーボン基材の材質については、　制限
はないが、等方性黒鉛材料を用いることが望ましい。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

（’Ｊ’施例） 第１図は本発明の一実施例になる抵抗加熱式高温加熱炉
の縦断面図である。この図面において高温加熱容器（１
）、サボー）（２）、発熱体（３）、スリーブ（４）、
遮熱板（５）を等方性黒鉛材料で力■工作酸したのち、
コンバージョンの処理（珪石粉と珪素粉を重量比で２：
ｌで混合した粉末なＡｒ雰囲気で２０００℃、６０分間
加ＰＩ％）を行ない、表層をＳｉＣに転化した。このよ
うにして得られた炉芯部材からなる第１図に示すような
抵抗加熱式高温加熱炉を用いてＡ１２　Ｏｆｆの成形体
を１７００’Ｃで常圧焼結した。この試料を分析した結
果、カーボンは全く検出されなかった。

一方、第１図に示す炉と同一寸法で黒鉛の炉芯部材から
なる抵抗前８高温加熱炉を用いて同じ条件で得られたＡ
ｉ、ｏ３焼結体の分析を行なった結果１表層には０．２
％のカーボンが検出された。

また試料全体が灰色に変色していた。

第２図は本発明の他の実施例である誘導加熱式高温加熱
炉の縦断面図である。高温加熱容器（１）、サポー）−
（２）、遮熱板（５）を等方性黒鉛材料で加工したのち
、コンバージョンの処理を行ない表層をＳｉＣに転化し
た。このようにして得られた炉芯部材からなる第２図に
示すような誘導加熱式高温加熱炉を用いて５ｉ１Ｎ４の
成形体を１８５０°Ｃで常圧焼結した。この焼結体を分
析した結果、カーボンは全く検出されなかった。

一方、第２図に示す炉と同一寸法で黒鉛の炉芯部材から
なる誘導加熱式高温加熱炉を用いて同じ条件で得たＳ　
ｉ　２　Ｈａ焼結体の分析を行なった結果、０．０９％
のカーボンが検出された。

（発明の効果） 以上の説明からも明らかな如く、本発明の高温加熱炉は
カーボン雰囲気をつくらず、そのために焼結物質へのカ
ーボンの混入を防１卜し、高品質の製品を安定して生産
することを可能にした産業上有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉芯部をＳｉＣに転化した部材で構築した抵抗
加熱式高温加熱炉を示す縦断面図であり、第２図は炉芯
部をＳｉＣに転化した部材で構築した誘導加熱式高温加
熱炉を示す縦断面図である。 ここて、　（１）は高温加熱容器、（２）はサポート、
　（３）は抵抗発熱体、　（４）はスリーブ、　（５）
は遮熱板、　（６）は断熱材、　（７）は誘導コイルを
それぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）、カーボン構造材で炉芯部が構築されてなる高温加
   熱炉において、該高温加熱炉内のカーボン構造材を珪素
   あるいは珪素を含むガスと反応させ、その表面をＳｉＣ
   に転化させてなることを特徴とする高温加熱炉。